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高中 | 游标卡尺的读数和使用题目答案及解析如下,仅供参考!
选修3-1
第二章 恒定电流
2.6 导体的电阻
游标卡尺的读数和使用
为验证动量守恒定律,小华同学设计了如图所示的装置,固定的倾斜轨道$AB$与直轨道$BC$平滑连接,光电门$1$与光电门$2$固定在轨道$BC$上。质量分别为$m_{1}$、$m_{2}$的正方体小钢块$a$、$b$(未画出)与$BC$间的动摩擦因数均相同。
用游标卡尺测量小钢块$a$、$b$的边长分别为$d_{1}$、$d_{2}$,若测得小钢块$a$的边长示数如图乙所示,则其边长为 $\;\rm cm$。
游标卡尺的读书为$20\;\rm mm+0.05\;\rm mm\times8=20.40\;\rm mm=2.040\;\rm cm$
如图甲所示,让$a$从$A$处释放,经过光电门$1$、$2$的挡光时间分别为$11.00\;\rm ms$、$10.00\;\rm ms$,则应将 (选填“$B$”或“$C$”)端调高,如此反复调整直至$a$经过光电门$1$、$2$的挡光时间相等为止。
由于$11.00\;\rm ms\gt 10.00\;ms$
说明$a$经过光电门$1$的速度小于经过光电门$2$的速度,$a$做加速运动,需将$C$端调高。
将$b$静置于直轨道$BC$上的$O_{2}$处,$a$从倾斜轨道$AB$上$O_{1}$处释放,$a$先后连续通过光电门$1$、$2$的挡光时间分别为$t$、$t_{1}$,$b$通过光电门$2$的挡光时间为$t_{2}$。若在实验误差允许的范围内,满足关系式 (用题中所给的物理量符号表示),则说明$a$、$b$碰撞过程动量守恒:满足关系式$\dfrac{d_{2}}{t_{2}} =$ (用$d_{1}$、$t$、$t_{1}$表示),则说明$a$、$b$间的碰撞是弹性碰撞。
根据极短时间内的平均速度表示瞬时速度,$a$碰撞前后的速度大小分别为$v=\dfrac{d_{1}}{t}$,$v=\dfrac{d_{1}}{t_{1}}$
$b$碰撞后的速度大小为$v_{2}=\dfrac{d_{2}}{t_{2}}$
若$a$、$b$碰撞过程动量守恒,则应满足$m_{1}v=m_{1}v_{1}+m_{2}v_{2}$
可得$\dfrac{m_{1}d_{1}}{t}=\dfrac{m_{1}d_{1}}{t_{1}}+\dfrac{m_{2}d_{2}}{t_{2}}$
若$a$、$b$碰撞过程是弹性碰撞,则还需满足机械能守恒,即$\dfrac{1}{2}m_{1}v^{2}=\dfrac{1}{2}m_{1}v_{1}^{2}+\dfrac{1}{2}m_{2}v_{2}^{2}$
联立解得$v_{2}=v+v_{1}$
即$\dfrac{d_{2}}{t_{2}}=\dfrac{d_{1}}{t}+\dfrac{d_{1}}{t_{1}}$
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